林永亮,張 強,徐 燦

(貴州高速黔通建設(shè)工程有限公司,貴州 貴陽 550008)

0 引言

2019年9月,國務(wù)院印發(fā)《交通強國建設(shè)綱要》,明確指出“將生態(tài)環(huán)保理念貫穿交通基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、建設(shè)、運營和養(yǎng)護全過程”“提高資源再利用和循環(huán)利用水平,推進交通資源循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展”[1]。瀝青混合料回收料(Reclaimed Asphalt Pavement,RAP)作為一種利用價值極高的可再生材料,具有顯著的節(jié)能減排效益,其再生利用對于促進公路綠色養(yǎng)護高質(zhì)量發(fā)展具有積極意義。鑒于學(xué)界對瀝青路面再生技術(shù)進行經(jīng)驗總結(jié)的文獻相對較少[2],本文借助CiteSpace軟件對相關(guān)文獻進行統(tǒng)計和可視化分析,旨在精準(zhǔn)、系統(tǒng)地分析我國再生瀝青路面研究的現(xiàn)狀及熱點。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究方法

項目采用可視化文獻計量分析軟件CiteSpace 6.2.R6分析再生瀝青路面研究的現(xiàn)狀、機構(gòu)分布、熱點和趨勢等,以可視化知識圖譜的形式呈現(xiàn)再生瀝青路面研究的演變歷程。通過圖譜所表征研究現(xiàn)狀、機構(gòu)和熱點等信息,能夠科學(xué)、有效地獲得該領(lǐng)域的研究圖景[3]。

1.2 數(shù)據(jù)來源

以“再生路面”“再生瀝青路”“再生瀝青”“瀝青再生劑”“瀝青路面材料回收”為主題詞在中國知網(wǎng)全文數(shù)據(jù)庫(CNKI)進行檢索,數(shù)據(jù)來源選擇北大核心期刊、CSSCI和CSCD,時間跨度限定在2001年1月—2023年11月,累計檢索有效文獻572篇。剔除重復(fù)文獻、報道等無效記錄后,共獲得有效文獻570條。

2 研究計量學(xué)分析結(jié)果

2.1 發(fā)文數(shù)量分析

根據(jù)發(fā)文數(shù)量的時間變化趨勢:2001—2012年為我國再生瀝青路面研究的萌芽階段,發(fā)文量穩(wěn)定上升;2013—2023年為研究的快速發(fā)展階段,發(fā)文數(shù)量的增長趨勢進一步增強,說明再生瀝青路面研究的關(guān)注度得到顯著提升。這可能與《交通運輸部關(guān)于加快推進公路路面材料循環(huán)利用工作的指導(dǎo)意見》(交公路發(fā)〔2012〕489號)的發(fā)布有關(guān),路面材料循環(huán)利用技術(shù)推廣得到交通運輸主管部門的積極引導(dǎo)與大力支持[4]。

2.2 發(fā)文作者分析

各領(lǐng)域的核心作者以及作者之間合作的疏密程度可通過作者合作分析進行辨識。圖譜結(jié)果為:作者291個,連線297條,網(wǎng)絡(luò)密度0.007。有3個節(jié)點較大,分別是吳超凡(湖南云中再生科技股份有限公司)、何兆益(重慶交通大學(xué))、郭鵬(重慶交通大學(xué))。其中,吳超凡與劉克菲、曾夢瀾構(gòu)成了合作作者群簇。

2.3 發(fā)文機構(gòu)分析

在發(fā)文機構(gòu)方面,形成了以長安大學(xué)公路學(xué)院、重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院、東南大學(xué)交通學(xué)院等為中心的代表性發(fā)文機構(gòu)。這3所機構(gòu)的發(fā)文量在前12位發(fā)文機構(gòu)中占42%左右,最具影響力。位于第1位的是長安大學(xué)公路學(xué)院,發(fā)文量36篇,形成了一系列以解決就地?zé)嵩偕鸀r青混合料性能、乳化瀝青及泡沫瀝青冷再生混合料性能優(yōu)化、廠拌熱再生混合料優(yōu)化設(shè)計等問題為主的研究成果。值得關(guān)注的是,機構(gòu)的合作網(wǎng)絡(luò)較為分散,表明我國在瀝青路面再生相關(guān)領(lǐng)域的研究并沒有形成集聚現(xiàn)象。

3 再生瀝青路面研究熱點分析

3.1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析

對關(guān)鍵詞進行分析,合并相近詞語后,出現(xiàn)一個包含292個節(jié)點、625條連線的關(guān)鍵詞共線網(wǎng)絡(luò)圖譜。剔除“道路工程”“再生瀝青”“瀝青路面”等不具有代表性的關(guān)鍵詞,依據(jù)熱點詞頻數(shù)和中心系數(shù)兩項指標(biāo)得到排名前5位的關(guān)鍵詞(見表1),“再生劑”“路用性能”“冷再生”等頻數(shù)和中心系數(shù)皆高的關(guān)鍵詞是該領(lǐng)域內(nèi)的焦點問題。

表1 我國再生瀝青路面研究領(lǐng)域高頻關(guān)鍵詞與高中心度關(guān)鍵詞

3.2 關(guān)鍵詞聚類分析

為更清楚地了解再生瀝青路面的研究方向,對關(guān)鍵詞進行聚類分析,得到關(guān)鍵詞的相關(guān)組合與主題(見圖1)。當(dāng)圖譜模塊度Q(Modularity)數(shù)值大于0.3時,認(rèn)為該結(jié)構(gòu)具有顯著的聚類效果,本文Q=0.822 2>0.3;當(dāng)加權(quán)平均輪廓值S(Weighted Mean Silhouette)大于0.7時,認(rèn)為該聚類結(jié)構(gòu)具有合理性,本文S=0.952 5>0.7,因此本文的聚類圖具有信度和效度,并且可以將研究熱點進一步歸納為4個方面。

圖1 關(guān)鍵詞聚類知識圖譜

3.2.1 瀝青路面再生機理研究

我國對瀝青路面的再生機理研究主要聚焦如何借助再生劑,通過組分調(diào)合機理和高分子溶液相容性機理恢復(fù)老化瀝青的流變特性。瀝青的再生是老化的逆過程,再生機理主要由組分調(diào)和理論和相溶性理論組成,從根本上都是對瀝青四組分之間定量關(guān)系的研究以重新實現(xiàn)四組分的協(xié)調(diào)和平衡。瀝青的再生,取決于再生劑在瀝青混合料中的分散和擴散過程,以及再生劑與瀝青的相容性。近年來各種再生劑被陸續(xù)研發(fā)[5-6],大部分再生劑可以有效改善老化瀝青的流變性能,并提高瀝青混合料的低溫性能和疲勞性能。

3.2.2 再生混合料長期性能研究

在再生瀝青路面工程實踐過程中,學(xué)界發(fā)現(xiàn)RAP的材料特性決定了再生瀝青混合料受到環(huán)境介質(zhì)的影響更加顯著,其某些長期性能要顯著弱于普通新拌瀝青混合料,這導(dǎo)致RAP再生利用率較低、再生瀝青路面耐久性能較差[7-8]。由于銑刨回收得到的RAP材料表面均包裹了一層老化瀝青,這一層老化瀝青的存在使得再生瀝青混合料的模量偏高,相較于新瀝青混合料在低溫時更容易出現(xiàn)裂縫[9-10]。因此,亟須各地結(jié)合當(dāng)?shù)胤蹢l件下環(huán)境因素對再生瀝青混合料環(huán)境敏感性和長期性能的影響規(guī)律開展研究,使再生混合料擁有優(yōu)秀的長期服役性能。

3.2.3 高性能熱再生技術(shù)研究

我國瀝青熱再生技術(shù)領(lǐng)域的研究主要聚焦解決RAP摻量受限(廠拌熱再生摻配比例一般為30%)、舊瀝青在加熱拌和過程中老化以及熱再生過程不滿足清潔需求等問題[11]。對此,學(xué)界不斷加強高摻量熱拌瀝青混合料的研究,在未來仍需對RAP摻量和再生劑對再生混合料高溫性能、疲勞性能等方面的影響進行深入研究,在提高摻配比例的同時確保路用性能,并且推動溫拌瀝青再生技術(shù)的理論研究與溫拌添加劑研發(fā)。

3.2.4 高性能冷再生技術(shù)研究

我國在瀝青冷再生技術(shù)領(lǐng)域的研究主要聚焦材料組成與強度機理的研究[12-13]。一是通過提升抗車轍性能、抗水損害性能以及耐久性,提高冷再生混合料的應(yīng)用層位,使其適用于更高等級的公路養(yǎng)護項目。二是針對冷再生混合料材料組成的復(fù)雜形貌及其對路用性能的影響,進一步加強微細觀結(jié)構(gòu)研究,完善對復(fù)合膠漿以及各相界面力學(xué)行為的定量表征,通過料多尺度力學(xué)特性表征的研究解決再生混合料性能預(yù)估與路面服役期間病害發(fā)展程度無法匹配的矛盾。

4 結(jié)語

根據(jù)文獻和聚類分析結(jié)果,可以歸納我國再生瀝青路面的研究熱點。然而,伴隨著交通運輸主管部門對于養(yǎng)護周期成本的要求日益提高,關(guān)于如何提升再生瀝青路面使用壽命成為再生技術(shù)進一步推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。因此,研究者應(yīng)結(jié)合行業(yè)發(fā)展,明晰研究現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向,不斷對研究熱點問題進行跟蹤研究。